JP3524661B2 - 電動車両の電源制御装置 - Google Patents

電動車両の電源制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動車両の電源制御
装置に係り、特に、バッテリの残容量を監視するバッテ
リ監視機能部分での電力消費を低く抑えるようにした電
動車両の電源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動車両では、駆動モータやエアコンの
定格電圧（例えば、２８８Ｖ）と、ＥＣＵ（電子制御ユ
ニット）やモータコントローラ等の制御機器の定格電圧
（例えば、１２Ｖ）とが大きく異なることから、駆動モ
ータ用の高電圧（２８８Ｖ）を発生するメインバッテリ
（以下、高電圧バッテリ）と共に、制御機器用の低電圧
（１２Ｖ）を発生するサブバッテリ（以下、低電圧バッ
テリ）を備えている。低電圧バッテリへの充電は高電圧
バッテリの出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで降圧して
印加することにより行われる。
【０００３】図２は、電動車両の電源制御部の主要部の
構成を示したブロック図であり、高電圧バッテリ４は、
その出力段に接続された主開閉器３を介してＤＣ／ＤＣ
コンバータ７およびエアコン１０と接続されると共に、
モータ開閉器９を介してインバータ１と接続されてい
る。モータ開閉器９にはプリチャージ開閉器１８が並列
接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力段には
ＥＣＵ６が接続され、モータコントローラ８および低電
圧バッテリ５へはＥＣＵ６を介してＤＣ１２Ｖが給電さ
れる。
【０００４】ＥＣＵ６は、各開閉器３、９、１８の開閉
制御、温度センサ１２による高電圧バッテリ４の温度お
よび電圧監視、電流センサ１１による充放電電流監視、
エアコン１０の起動監視、イグニッション（ＩＧ）スイ
ッチ１４および充電スイッチ１３の状態監視等を行うと
共に、そのバッテリ監視部５０は高電圧バッテリ４の残
容量を常時監視する。
【０００５】主開閉器３は、ＥＣＵ６が起動されると当
該ＥＣＵ６によって閉状態を保持され、高電圧系に漏電
等の異常が発生すると、後段への高電圧の供給を停止す
るために接点を開放する。モータコントローラ８は、図
示しないアクセル開度センサやモータ回転センサの検出
値に応じてインバータ１を通電制御することでモータ２
を制御する。高電圧バッテリ４への充電は、ＥＣＵ６に
よって制御される充電器１７によって行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成の電動車
両では、バッテリの残容量によって走行可能距離が決ま
ることから、バッテリの充放電電流量を正確に検出ある
いは演算してバッテリの残容量を正確に把握しておく必
要がある。このため、車両走行中の充放電電流量はもち
ろん、走行中以外であっても、外部電源からバッテリへ
の充電時には充電電流量を電流センサで検出し、また車
両放置時も自然放電分を検出するためにバッテリ電圧を
定期的に検出し、これらの検出結果に基づいてバッテリ
の残容量に関する情報を補正する必要がある。
【０００７】このような充放電電流量やバッテリ電圧の
検出、および各検出値に基づく残容量の演算はＥＣＵ６
内部に設けられた前記バッテリ監視部５０によって行わ
れるため、従来ではイグニッションＳＷ１４がオフにさ
れる車両放置中でもＥＣＵ６は常時オン状態を維持され
ていた。このため、特に車両放置中におけるＥＣＵ６で
の電力消費に起因したバッテリ残容量の低下が著しい。
したがって、ＥＵＣ６への給電を低電圧バッテリ５から
行うようにすると、低電圧バッテリ５は容量が小さいた
めに比較的短い期間でバッテリ電圧が低下し、車両走行
が不可能になってしまうという問題があった。
【０００８】また、車両放置中も高電圧バッテリ４の出
力電圧を１２Ｖまで降圧してＥＵＣ６への給電するよう
にすれば、比較的長期間にわたって車両を放置してもバ
ッテリが放電してしまうことはないが、高電圧バッテリ
４の電力を消費するので走行距離が低下したり、さらに
長期間放置してしまうと深放電を起こして高電圧バッテ
リ４の寿命が大幅に低下してしまうという問題があっ
た。
【０００９】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、バッテリの状態を監視する際のＥＣＵの消
費電力を低減して、バッテリの残容量の消費が低く抑え
られるようにした電動車両の電源制御装置を提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、電動車両の各部へ電力を供給する
バッテリと、バッテリの残容量を監視するバッテリ監視
手段と、バッテリからバッテリ監視手段への給電を制御
する給電制御手段と、バッテリの残容量を増減させる操
作が検出されると起動要求を発生する起動手段とを設
け、前記給電制御手段は前記起動要求に応答してバッテ
リ監視手段への給電を予定期間だけ実行するようにした
点に特徴がある。
【００１１】上記した構成によれば、バッテリ監視部は
バッテリを監視する必要があるときだけ選択的に給電さ
れて起動されるようになるので、バッテリ監視に伴う電
力消費が抑えられてバッテリの使用時間を延ばすことが
できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施形態であるＥＣ
Ｕ６ａの構成を示したブロック図であり、前記と同一の
符号は同一または同等部分を表している。
【００１３】バッテリ監視部１００は、タイマＴ1 を備
えた計時手段１０１と、自己保持信号Ｓ4 を出力する給
電維持手段１０２と、各開閉器３、９、１８等を制御す
る開閉器制御手段１０３と、前記高電圧バッテリ４の残
容量を演算する残容量演算手段１０４と、高電圧バッテ
リ４の残容量情報Ｄを記憶する残容量記憶手段１０５と
によって構成されている。起動部２００は、タイマＴ2
を備えた計時手段２０１と、高電圧バッテリ４の残容量
を増減させる操作を検出して起動要求パルスＰ3 を出力
する起動要求検出手段２０２とによって構成されてい
る。
【００１４】低電圧バッテリ５は電源回路３１を介して
起動部２００へ給電する共に、給電制御回路６０によっ
て開閉制御される開閉器５０および電源回路３３を介し
てバッテリ監視部１００にも給電する。なお、電源回路
３１は残容量記憶手段１０５（バックアップＲＡＭ）用
のバックアップ電力を、給電制御回路６０による給電制
御とは無関係にバッテリ監視部１００へ常時供給する。
【００１５】充電ＳＷ１３およびイグニッションＳＷ１
４の接点情報ならびにエアコン１０等の補機に関する起
動情報は前記バッテリ監視部１００および起動部２００
の双方に入力される。高電圧バッテリの端子電圧ＶB 、
前記電流センサ１１によって検出された充放電電流ＩB
、および前記温度センサ１２によって検出された高電
圧バッテリ４の温度ＴBATTはバッテリ監視部１００に入
力される。
【００１６】図３は、前記起動部２００内に設けられた
起動要求検出手段２０２の主要部の構成を示したブロッ
ク図、図４は前記バッテリ監視部１００の動作を表した
フローチャートであり、図５はそれぞれの主要部の信号
波形を示した図である。
【００１７】起動要求検出手段２０２は、後述するタイ
ムアップ信号Ｓ1 の入力に応答してワンショットのパル
ス信号を発生するパスル発生器２０２ａと、イグニッシ
ョンＳＷ１４のオン操作に応答してパルス信号を発生す
るパスル発生器２０２ｂと、充電ＳＷのオン操作に応答
してパルス信号を発生するパスル発生器２０２ｃと、エ
アコン１０のオン操作に応答してパルス信号を発生する
パスル発生器２０２ｄと、各パスル発生器２０２ａ〜２
０２ｄの出力の論理積を出力するＯＲゲート２０２ｅと
によって構成されている。各パスル発生器２０２ｂ〜２
０２ｄは、たとえばワンショットのマルチバイブレータ
やフリップフロップで構成することができる。
【００１８】ここで、前記イグニッションＳＷ１４、充
電ＳＷ、およびエアコン１０のオン操作等、高電圧バッ
テリ４の残容量を増減させる操作が行われていずれかの
パスル発生器２０２ｂ〜２０２ｄがパルス信号を発生す
ると、これがＯＲゲート２０２ｅから起動要求パルスＰ
3 としてバッテリ監視部１００へ出力される。
【００１９】また、このような高電圧バッテリ４の残容
量を増減させる操作が検出されなくても、前記計時手段
２０１において計時されるタイマＴ2 がタイムアップ
し、これに応答して出力されるタイムアップ信号Ｓ1 が
検出されると、前記と同様に起動要求パルスＰ3 がバッ
テリ監視部１００へ出力される。このタイマＴ2 は車両
放置中における高電圧バッテリ４の監視周期ごとにタイ
ムアップするタイマであり、例えば３時間ごとにタイム
アップするように予め設定されている。
【００２０】ここで、図５の時刻ｔ1 においてイグニッ
ションＳＷ１４がオン操作されると、これに応答してパ
スル発生器２０２ｂがパルス信号を発生し、これが起動
要求パルスＰ3 として給電制御回路６０へ出力される。
給電制御回路６０は、当該起動要求パルスＰ3 に応答し
て開閉器５０を閉じるので、低電圧バッテリ５からバッ
テリ監視部１００への給電が開始されてバッテリ監視部
１００が起動される。
【００２１】給電によって起動されたバッテリ監視部１
００は、図４のステップＳ２１において、給電維持手段
１０２から給電制御回路６０へ自己保持信号Ｓ4 を出力
する。この結果、前記起動部２００から出力された起動
要求パルスＰ3 が途切れても開閉器５０は閉状態を維持
することになる。
【００２２】ステップＳ２２では、イグニッションＳＷ
１４のオン操作に応答して給電が開始されたか否かが判
定され、ここではイグニッションＳＷ１４のオン状態が
検出されるので、このオン操作に応答して給電が開始さ
れたと判定されてステップＳ２３へ進む。ステップＳ２
３では、突入電流を防止するために開閉器制御手段１０
３によってプリチャージ開閉器１８が閉じられ、インバ
ータ１の入力段に接続されたコンデンサ（図示せず）へ
のプリチャージが行われる。同様に、ステップＳ２４で
は主開閉器３が閉じられ、ステップＳ２５ではモータ開
閉器９が閉じられる。
【００２３】ステップＳ２６では、残容量記憶手段１０
５に記憶されている高電圧バッテリ４の残容量情報Ｄが
読み出され、電流センサ１１によって検出される放電電
流ＩB に基づいて演算された電力消費量が前記残容量情
報Ｄから減ぜられて現在の残容量が求められる。ステッ
プＳ２７では、前記イグニッションＳＷ１４がオフ操作
されたか否かが判定され、依然としてオン状態であれば
ステップＳ２６へ戻って残容量情報Ｄに関する演算を継
続し、オフ操作が検出されるとステップＳ２８において
各開閉器３，９，１８が開放される。
【００２４】ステップＳ６１では、演算後の前記残容量
情報Ｄが残容量記憶手段１０５に記憶され、ステップＳ
６２では、起動部２００の計時手段２０１に対してタイ
マＴ2 に関するスタート要求信号Ｓ2 を出力する。ステ
ップＳ６３では、給電維持回路１０２から給電制御回路
６０への自己保持信号Ｓ4 の出力が停止され、開閉器５
０が開放されてバッテリ監視部１００への給電が中止さ
れる。
【００２５】また、図５の時刻ｔ2 のように、イグニッ
ションＳＷ１４がオフのまま充電ＳＷ１３のみがオン操
作されても、前記と同様に起動要求検出手段２０２から
給電制御回路６０へ起動要求パルスＰ3 が出力されて開
閉器５０が閉じる。これによって低電圧バッテリ５から
バッテリ監視部１００への給電が開始されてバッテリ監
視部１００が起動される。
【００２６】給電によって起動されたバッテリ監視部１
００は、図４のステップＳ３１において、充電ＳＷ１３
のオン操作に応答して給電が開始されたと判定してステ
ップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では開閉器制御手段
１０３によって主開閉器３が閉じられ、ステップＳ３３
では充電器１７による充電が開始される。ステップＳ３
４では、残容量記憶手段１０５に記憶されている残容量
情報Ｄが読み出され、電流センサ１１によって検出され
た充電電流ＩB に予定の定数Ｋを乗じて求められる充電
量ＩB ・Ｋが残容量情報Ｄに加算される。
【００２７】ステップＳ３５では、充電が完了したか否
かが判定され、充電ＳＷ１３がオフ操作されるか、ある
いは高電圧バッテリ４がフル充電状態であることが検出
されると充電完了と判断され、ステップＳ３６において
主開閉器３が開放される。演算後の残容量情報Ｄはステ
ップＳ６１において残容量記憶手段１０５に記憶され、
ステップＳ６２ではタイマＴ2 のスタート要求信号Ｓ2
が出力され、ステップＳ６３ではバッテリ監視部１００
への給電が中止される。
【００２８】また、図５の時刻ｔ3 のように、走行前あ
るいは受電中にエアコン（補機）１０が起動されても、
前記と同様に起動要求検出手段２０２から給電制御回路
６０へ起動要求パルスＰ3 が出力されて開閉器５０が閉
じるので、低電圧バッテリ５からバッテリ監視部１００
への給電が開始されてバッテリ監視部１００が起動され
る。
【００２９】給電によって起動されたバッテリ監視部１
００は、ステップＳ４１において、エアコン１０の起動
に応答して給電が開始されたと判定してステップＳ４２
へ進む。ステップＳ４２では、開閉器制御手段１０３に
よって主開閉器３が閉じられ、ステップＳ４３では、高
電圧バッテリ４の端子電圧ＶB に基づいて残容量情報Ｄ
が算出される。ステップＳ４４では、エアコン１０が停
止されたか否かが判定され、エアコン１０の停止が検出
されると、ステップＳ４５において主開閉器３が開放さ
れ、ステップＳ４６では計時手段１０１のタイマＴ1 が
スタートする。
【００３０】ステップＳ４７では、タイマＴ1 がタイム
アップしたか否かが判定され、タイムアップするまで前
記ステップＳ４３〜Ｓ４７の処理が繰り返され、タイム
アップすると前記ステップＳ６１へ進んで前記と同様の
処理が実行される。このタイマＴ1 は、エアコン１０の
ような比較的大きな負荷が停止された後、高電圧バッテ
リ４の端子電圧ＶB が安定するまでの期間（例えば、３
０分）を確保するためのもので、これにより残容量情報
Ｄの正確な検出が可能になる。
【００３１】また、図５の時刻ｔ4 のように計時手段２
０１のタイマＴ2 がタイムアップしてタイムアップ信号
Ｓ1 が出力されても、前記と同様に起動要求検出手段２
０２から給電制御回路６０へ起動要求パルスＰ3 が出力
されて開閉器５０が閉じ、低電圧バッテリ５からバッテ
リ監視部１００への給電が開始されてバッテリ監視部１
００が起動される。
【００３２】給電によって起動されたバッテリ監視部１
００は、ステップＳ５１において、前記タイムアップ信
号Ｓ1 を受信することでタイマＴ2 のタイムアップに応
答して給電が開始されたと判定する。ステップＳ５２で
は、残容量記憶手段１０５に記憶されている高電圧バッ
テリ４の残容量情報Ｄが読み出され、高電圧バッテリ４
の端子電圧ＶB および温度ＴBATTに基づいてバッテリ残
容量が演算される。その後はステップＳ６１へ進んで前
記と同様の処理が実行される。
【００３３】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、ＥＣ
Ｕのバッテリ監視部はバッテリを監視する必要があると
きだけ選択的に給電されて起動され、それ以外はバッテ
リの残容量に関する記憶内容をバックアップするための
微小電流しか消費しないので、バッテリ監視に伴う電力
消費が抑えられてバッテリの使用時間を延ばすことがで
きるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態であるＥＣＵのブロック
図である。
【図２】 電動車両の電源制御装置の一般的なブロック
図である。
【図３】 図１の起動要求検出手段の主要部のブロック
図である。
【図４】 図１のバッテリ監視部の動作を示したフロー
チャートである。
【図５】 図１の主要部の信号波形図である。
【符号の説明】
１…インバータ，３、９、１８…開閉器，４…高電圧バ
ッテリ，５…低電圧バッテリ，６，６ａ…ＥＣＵ，７…
ＤＣ／ＤＣコンバータ，１１…電流センサ，１２…温度
センサ，１４…イグニッションスイッチ，１３…充電ス
イッチ，１００…バッテリ監視部，２００…起動部
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｇ０１Ｍ 17/00 Ｚ (56)参考文献 特開 平４−368432（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動車両の各部へ電力を供給するバッテ
    リと、 前記バッテリの残容量を監視するバッテリ監視手段と、 前記 バッテリへの充電操作が検出されると起動要求を発
    生する起動手段と、 前記バッテリからバッテリ監視手段への給電を前記起動
    要求に応答して開始する給電制御手段とを具備し、 前記給電制御手段は、バッテリへの充電が完了するまで
    バッテリ監視手段への給電を継続することを特徴とする
    電動車両の電源制御装置。
  2. 【請求項２】 電動車両の各部へ電力を供給するバッテ
    リと、 前記バッテリの残容量を監視するバッテリ監視手段と、 補機のオン操作が検出されると起動要求を発生する起動
    手段と、 前記バッテリからバッテリ監視手段への給電を前記起動
    要求に応答して開始する給電制御手段とを具備し、 前記給電制御手段は、前記補機がオフ操作されたあと予
    定時間が経過するまでバッテリ監視手段への給電を継続
    することを特徴とする記載の電動車両の電源制御装置。
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